Förslag till modell för beräkning av homogenitet 43

Ett mål vid utförandet av alla beläggningar är att ytstrukturen ska vara så homogen som möjligt. Detta kan avgöras från ytans makrotextur mätt med måttet MPD. En homogen ytstruktur är emellertid inte tillräckligt eftersom en homogen ytstruktur som är mycket glatt (har ett lågt MPD-värde) har sannolikt också en låg friktion. En homogen grov ytstruktur är inte heller optimal då detta sannolikt genererar mer buller (detta gäller dock inte generellt) och ger ökat rullmotstånd. Ordet lagom kommer väl till pass när det gäller MPD. Varje enskild beläggningstyp har dessutom en grundnivå som är optimal. I ett examensjobb vid Lunds Tekniska Högskola 2006 (Utveckling av texturmätning med Laser RST, C. Glantz och H. Hopp) undersöktes grundvärden för ABS och ABT

beläggningar med olika ballastfraktion (stenstorlek). Materialet var emellertid något begränsat för att med säkerhet avgöra grundnivåerna för dessa beläggningar. Det ger ändå en fingervisning att det finns signifikanta skillnader mellan olika beläggningstyper. Om en beläggning ska godkännas med avseende på beläggningstyp bör ett intervall för MPD för aktuell beläggningstyp bestämmas.

En annan metod vore att kräva en viss MPD-nivå efter vägens skyltade hastighet. En väg utformad för låga hastigheter har inte samma krav på att friktionen ska vara hög och dessutom är vägar med lågt skyltad hastighet ofta belägna i närhet av bebyggelse som kan störas av buller genererat av däck/vägyta. Detta talar för att en lägre nivå för MPD kan tillåtas och bör användas vid dessa vägtyper. Förhållandet blir tvärtom för vägar med högt skyltad hastighet. Om ett krav med det motivet utformas blir det upp till entreprenören att välja beläggningstyp efter skyltad hastighet. Detta styrks av dokumentet ”Användning av texturmått i PMS” (U. Sandberg, 2004).

Vare sig om ett krav utformas med utgångspunkt från en viss beläggningstyp eller efter skyltad hastighet så måste kunskap finnas om vilken nivå på MPD en viss beläggning ger för att en beställare ska kunna ställa krav på densamma eller en entreprenör välja rätt beläggning beroende på skyltad hastighet.

Indata till modellutvecklingen i detta kapitel är definierad av Trafikverkets metod- beskrivningar 121:2009 och 122:2009. Upplösningen för presentation i längsled för måtten är 1 m. För varje MPD-värde ska också en standardavvikelse beräknas. Vidare mäts MPD i tre spår tvärs vägen, i vänster och höger hjulspår och mellan hjulspåren och megatexturen mäts i vänster och höger hjulspår.

6.2.1 Modell 1 – lokal anpassning

En metod för att hitta inhomogena partier hos en beläggning är att utföra en lokal anpassning av mediannivån för MPD på det objekt som mäts och jämföra varje

mätvärde för MPD med den anpassade MPD-nivån. Detta är en metod som skulle vara oberoende av beläggningstyp. Det finns emellertid en uppenbar nackdel med metoden

 Mätningen utförs enligt VVMB122:2009. MPD och megatextur per 1 m används vid utvärderingen.

 Medianvärdet för objektets tre mätdrag bestäms. (För att använda denna metod bör medianvärdet för aktuell beläggningstyp inte avvika från en grundnivå för aktuell beläggningstyp.)

 Beläggningen anses vara homogen om mätvärden för MPD ligger inom

Median±30 % (nivån bör bestämmas mer noggrant, men används i tabell 8–10). 6.2.2 Modell 2 – standardavvikelse

För varje MPD-värde inom 1 m beräknas även en standardavvikelse baserat på värden per 100 mm. Detta är givetvis ett mått på homogeniteten i längsled i sig. Ett förslag till modell vore att utifrån standardavvikelsen per 1 m hitta lämpliga nivåer för att god- känna en beläggning. Ett uppenbart problem med detta är att en separation (i form av en ”fet fläck”) visar sig troligen som en homogen del av objektet (låg standardavvikelse) vilket inte är önskvärt. Övergången från beläggningen av god kvalité till den delen som har defekter registreras emellertid med ett högt värde för standardavvikelsen (se figuren nedan).

Figur 27 Princip för registrering av inhomogena partier med standardavvikelse. För att komma tillrätta med att ”godkänna” homogena partier med en skada kan

standardavvikelsen aggregeras till en nivå som överstiger utbredningen i längsled för en normal defekt lämpligen 20 eller 400 m vilket är nivåer som används för kontroll av andra egenskaper (jämnhet i längs- och tvärled) på vägytan och för reglering av vites- belopp vid överträdelser. Nivåer för godkännande av ett objekt är ej fastställda utan ska arbetas fram i det fortsatta projektet. Man skulle också kunna tänka sig arbeta med relativ spridning (variationskoefficient) dvs. kvoten av standardavvikelse och medel- värdet. I den påföljande studien (tabell 8–10) i denna rapport har vi betraktat en

Separation (”fet fläck”) Mätlinje

1m 2m 3m 4m

Standardavvikelse

beläggning som homogen om variationskoefficienten för MPD värden på meter nivå ligger inom ±33% (nivån bör senare bestämmas mer noggrant).

6.2.3 Modell 3 – andel accepterade sträckor

En metod för att fånga upp till vilken grad en väg har önskvärda MPD-värden är att i förväg definiera vad som är acceptabelt eller inte. Därefter kan man aggregera andelen observationer till en rimlig sträcka (5 m har använts av Ramböll vid utvecklingen av modellen). Adekvata gränsvärden kräver antingen en större mängd empiriska

observationer eller teoretiska överväganden, men bör rimligen bero på beläggningstyp och hastighet. Ett förslag att göra detta med befintligt material gjordes av Glantz m.fl. (Ramböll rapport 2009-12-30) där man räknade godkänd andel MPD värden mellan 0,5 mm och 2,5 mm i varje 5 meters intervall, utifrån MPD mätningar om 0,1 m. I tabell 8–10 har vi använt 10 % icke accepterade sträckor som gränsvärde.

6.2.4 Modell 4 – hastighetsbaserad

Ett försök att ta hänsyn till att olika vägar är anpassade efter den skyltade hastigheten är att välja gränsvärden efter Sandbergs rekommendationer (PM 2004-02-23, blivande VTI notat). Här anger han MPD gränser för vägar med olika hastighetsgränser baserat på de fyra begreppen ”Utmärkt”, ”Godtagbart”, ”Dåligt”, ”Olämpligt”. Det är också informativt ur åtgärdssynpunkt att synliggöra om en vägsträcka är underkänd pga. för låga eller för höga MPD-värden.

Därför skapar vi ett index för låga MPD-värden (modell 4-L) som är 1 om medelvärdet på 1 metersnivån är ”olämpligt lågt”, 0,5 om värdet är ”dåligt (lågt)” och 0 vid

”godtagbart” och ”utmärkt”. Dessutom formar vi motsvarande index för höga MPD- värden (modell 4-H). För att sedan få aggregerade effekter på en – ur åtgärdssynpunkt – relevant nivå använder vi ett löpande medelvärde över 5 meter som filter. I den

jämförande studien (tabell 8–10) har vi använt 10 % respektive 50 % som gränsvärde för låga respektive höga MPD-värden.